CN109783017B - 一种存储设备坏块的处理方法、装置及存储设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种存储设备坏块的处理方法、装置及存储设备，涉及通信终端领域，用于解决存储设备的使用过程中，IOPS稳定性差的问题。本发明提供的具体实施例应用于存储设备，且存储设备配置有：用户数据区、超供区、预留区，其中用户数据区和超供区用于实际存储用户数据，预留区包括预留块；当用户数据区出现坏块时，检测坏块类型，并为坏块在预留区中申请替换预留块，进而按照坏块类型，将申请到的替换预留块替换掉这一坏块。本发明提供的技术方案适用于存储设备对坏块的处理流程中。

Description

一种存储设备坏块的处理方法、装置及存储设备

技术领域

本发明涉及通信终端领域，尤其涉及一种存储设备坏块的处理方法、装置及存储设备。

背景技术

随着网络通信技术的发展，对存储设备存储性能的要求也越来也高。比如存储设备SSD(英文全称为：SolidStateDevice/SolidStateDrive，中文全称为：固态硬盘)的存储性能通过其生命周期内的IOPS(英文全称为：Input/output Operations PerSecond，中文全称为：每秒进行读写操作的次数)稳定性体现，IOPS越稳定则SSD的存储性能越好，即用户使用SSD的体验也越好。现有技术通过超供技术来提高SSD生命周期内的IOPS稳定性。

超供技术包括：将SSD中的一部分空间，用于存储用户数据，即用户数据区；另一部分空间作为超供空间，该超供空间是用户不可见的存储空间，用于为用户数据提供缓存空间，SSD中超供空间的存在能够改善SSD性能、IO(英文全称为：Input output，中文全称为：输入输出)一致性，并且能够提高SSD寿命。存储设备的超供空间的大小与放大系数成反比，而放大系数反映的是存储设备稳态特性，放大系数越大说明IOPS稳定性越差，所以超供空间的大小直接决定了SSD的存储性能。

但是通过上述超供技术的使用，只能在SSD使用初期获得较高的IOPS稳定性，而在SSD整个生命周期内随着时间的推移，该SSD的用户数据区内的坏块会不断增加，通过超供技术在保持随存储用户数据的空间不变的同时，用超供空间中的块来替换用户数据区的坏块，并将用户数据区的坏块隔离，这就必将导致SSD的超供空间减少，与之对应的放大系数增大，从而IOPS稳定性降低。所以使用超供技术，随着时间的推移同样存在IOPS稳定性恶化的问题。

发明内容

本发明的实施例提供一种存储设备坏块的处理方法、装置及存储设备，用于解决存储设备的使用过程中，IOPS稳定性差的问题。

第一方面，本发明的实施例提供一种存储设备坏块的处理方法，所述方法应用于存储设备，所述存储设备配置有：用户数据区、超供区、预留区，所述用户数据区用于存储用户数据，所述超供区用于为所述用户数据提供缓存,所述预留区包括预留块；

所述方法包括：

当所述用户数据区出现坏块时，

检测所述坏块的坏块类型，所述坏块类型包括：读写坏块和擦失败坏块；在所述预留区中为所述坏块申请替换预留块，所述替换预留块与所述坏块大小相同；

按照所述坏块的坏块类型，用所述替换预留块替换所述坏块。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，当所述坏块的坏块类型为所述读写坏块时，所述用所述替换预留块替换所述坏块包括：

将所述坏块中的数据写入所述替换预留块，并将所述替换预留块的标记修改为所述坏块的标记；

将所述坏块的标记修改为隔离标记。

结合第一方面、第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述坏块为存储有效数据的健康块，所述坏块的标记为健康标记，所述健康标记用于表示所述坏块的健康等级，所述健康块为所述存储设备中块类型的一种。

结合第一方面，在第一方面的第三种可能实现方式中，当所述坏块的坏块类型为所述擦失败坏块时，所述用所述替换预留块替换所述坏块包括：

将所述替换预留块的标记修改为空白标记；

将所述坏块的标记修改为隔离标记。

结合第一方面、第一方面的第三种可能实现方式，在第一方面的第四种可能实现方式中，所述坏块为待回收块。

结合第一方面、第一方面的第一种可能实现方式、第一方面的第二种可能实现方式、第一方面的第三种可能实现方式、第一方面的第四种可能实现方式中的任意一种或几种，在第一方面的第五种可能实现方式中，所述超供区在所述存储设备使用中保持存储空间不变，所述预留区根据所述存储设备在使用中产生的坏块数量决定存储空间。

第二方面，本发明的实施例提供一种存储设备坏块的处理装置，所述装置应用于存储设备，所述存储设备配置有：用户数据区、超供区、预留区，所述用户数据区用于存储用户数据，所述超供区用于为所述用户数据提供缓存,所述预留区包括预留块；

所述装置包括：

检测单元，用于当所述用户数据区出现坏块时，检测所述坏块的坏块类型，所述坏块类型包括：读写坏块和擦失败坏块；

申请单元，用于在所述预留区中为所述坏块申请替换预留块，所述替换预留块与所述坏块大小相同；

替换单元，用于按照所述检测单元检测出的所述坏块的坏块类型，用所述申请单元申请到的所述替换预留块替换所述坏块。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能实现方式中，当所述检测单元检测到所述坏块所属的坏块类型为所述读写坏块时，所述替换单元包括：

数据写入模块，用于将所述坏块中的数据写入所述替换预留块；

第一修改模块，用于修改申请到的所述替换预留块的标记为所述坏块的标记；还用于将所述坏块的标记替换为所述隔离标记。

结合第二方面、第二方面的第一种可能实现方式，在第二方面的第二种可能实现方式中，所述坏块为存储有效数据的健康块，所述坏块的标记为健康标记，所述健康标记用于表示所述坏块的健康等级，所述健康块为所述存储设备中块类型的一种。

结合第二方面，在第二方面的第三种可能实现方式中，当所述检测单元检测到所述坏块所属的坏块类型为所述擦失败坏块时，所述替换单元包括：

第二修改模块，用于将申请到的所述替换预留块的标记修改为空白标记；还用于将所述坏块的标记修改为所述隔离标记。

结合第二方面、第二方面的第三种可能实现方式，在第二方面的第四种可能实现方式中，所述坏块为待回收块。

结合第二方面、第二方面的第一种可能实现方式、第二方面的第二种可能实现方式、第二方面的第三种可能实现方式、第二方面的第四种可能实现方式中的任意一种或几种，在第二方面的第五种可能实现方式中，所述超供区在所述存储设备使用中保持存储空间不变，所述预留区根据所述存储设备在使用中产生的坏块数量决定存储空间。

第三方面，本发明的实施例提供一种存储设备，所述存储设备包括存储器和处理器，所述存储器中配置有：用户数据区、超供区、预留区，所述用户数据区用于存储用户数据，所述超供区用于为所述用户数据提供缓存,所述预留区包括预留块；

所述处理器，用于与所述存储器耦合，用于控制程序指令的执行，具体用于当所述用户数据区出现坏块时，检测所述坏块的坏块类型；在所述预留区中为所述坏块申请替换预留块；按照所述坏块的坏块类型，用所述替换预留块替换所述坏块；

所述坏块类型包括：读写坏块和擦失败坏块，所述替换预留块与所述坏块大小相同。

结合第三方面，在第三方面的第一种可能实现方式中，所述处理器还用于，当所述坏块的坏块类型为所述读写坏块时，将所述坏块中的数据写入所述替换预留块，并将所述替换预留块的标记修改为所述坏块的标记；将所述坏块的标记修改为隔离标记。

结合第三方面、第三方面的第一种可能实现方式，在第三方面的第二种可能实现方式中，所述坏块为存储有效数据的健康块，所述坏块的标记为健康标记，所述健康标记用于表示所述坏块的健康等级，所述健康块为所述存储设备中块类型的一种。

结合第三方面、第三方面的第一种可能实现方式、第三方面的第二种可能实现方式，在第三方面的第三种可能实现方式中，所述处理器还用于，所述处理器还用于，当所述坏块的坏块类型为所述擦失败坏块时，将所述替换预留块的标记修改为空白标记；将所述坏块的标记修改为隔离标记。

结合第三方面、第三方面的第一第三种可能实现方式，在第三方面的第四种可能实现方式中，所述坏块为待回收块。

结合第三方面、第三方面的第一种可能实现方式、第三方面的第二种可能实现方式、第三方面的第三种可能实现方式、第三方面的第四种可能实现方式中的任意一种或几种，在第三方面的第五种可能实现方式中，所述超供区在所述存储设备使用中保持存储空间不变，所述预留区根据所述存储设备在使用中产生的坏块数量决定存储空间。

本发明实施例提供的一种存储设备坏块的处理方法、装置及存储设备，在本发明实施例提供的技术方案应用于存储设备，且存储设备配置有：用户数据区、超供区、预留区，当用户数据区出现坏块时，检测坏块类型，在预留区中为坏块申请替换预留块，进而按照坏块类型，用替换预留块替换掉出现的坏块。在现有技术中，当用户数据区出现坏块时，是通过存储设备中用于实际存储用户数据的超供区将坏块隔离，从而导致存储设备的放大系数变大，存储设备的IOPS不稳定，而在本发明实施例提供的技术方案中，通过预留块替换坏块，这样就能够保证超供区空间不变，从而显著提高存储设备的IOPS稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种对SSD空间配置的对比示意图；

图1-1为本发明一实施例提供的一种存储设备处理坏块的方法流程图；

图2为本发明另一实施例提供的一种存储设备处理读写坏块的方法流程图；

图2-1为本发明另一实施例提供的一种存储设备中块的划分示意图；

图2-2为本发明另一实施例提供的一种基于图2-1的存储设备产生坏块时，进行坏块处理后的各块划分示意图；

图3为本发明另一实施例提供的一种存储设备处理擦失败坏块的方法流程图；

图3-1为本发明另一实施例提供的一种基于图2-1的存储设备产生坏块时，进行坏块处理后的各块划分示意图。

图4为本发明一实施例提供的一种存储设备坏块处理的装置结构组成示意图；

图5为本发明一实施例提供的另一种存储设备坏块处理的装置结构组成示意图；

图6为本发明另一实施例提供一种存储设备结构组成示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的技术方案，应用于存储设备，且存储设备配置有：用户数据区、超供区和预留区。其中，用户数据区用于存储用户数据，超供区用于为用户数据提供缓存空间，预留区包括预留块。用户数据区、超供区和预留区的实际大小可由厂商自行定义，在本实施例中对这三种区域所在空间的大小不做具体限定。

在本发明实施例中，提供一种超供区和预留区大小的确定方法。需要说明的是，此处仅为示例性说明，不构成限定。例如，超供区的大小可以为用户数据区大小的一定比例，例如30％，并在存储设备的生命周期中保持不变。预留区的大小可以依统计按照存储设备在生命周期内产生的坏块数量确定。例如，预留区的大小可以为用户数据区和超供区之和的一定比例，例如10％。在实际应用过程中，用户数据区的容量用户可见，而超供区的容量用户是不可见的。用户数据区用于存储用户数据，超供区用于为将用户数据写入用户数据区时提供缓存空间。超供区在存储设备使用中保持存储空间不变，预留区根据存储设备在使用中产生的坏块数量决定存储空间。

例如：在一个标注为100G的SSD中，用户数据区为100G，超供区为30G，按照SSD生命周期内产生10％的坏块计算，那么预留区的大小则可以为(100+30)*10％，即13G的预留空间。

值得说明的是，由于存储设备内部包含若干块，这些块至少包括用于实际存储用户数据的块、为用户数据提供缓存的块和预留块，用于实际存储用户数据的块属于用户数据区，为用户数据提供缓存的块属于超供区，而预留块不用于存储数据，用于动态替换掉存储设备生命周期内的坏块，这样坏块替换完成后，存储设备中的超供区所占的空间就会保持不变，在本发明实施例中，单个预留块与单个用于实际存储用户数据的块或提供缓存的块大小相同。

本发明实施是在使用存储设备进行数据存储过程中，出现坏块时，用预留块替换掉数据存储过程中出现的坏块，保证超供区空间不变，从而显著提高存储设备的IOPS稳定性。超供区在存储设备使用中保持存储空间不变，预留区根据存储设备在使用中产生的坏块数量决定存储空间。

本发明实施例提供的技术方案应用的该存储设备包括使用Flash芯片存储数据的任何产品，比如SSD、U盘、手机等，此外对于采用类似用Flash芯片存储数据形式的其它存储芯片组成的存储设备，也适用于本发明技术方案。

结合上述描述，以存储设备为SSD为例，SSD中实际存储用户数据的块包括用户数据区和超供区两类存储空间，而预留块属于存储设备中的预留区，预留区为存储设备中区别于上述这两种存储空间之外的存储空间，而存储设备中这些存储空间的大小在上述通过示例阐明，在此不再重复说明。

为了更为形象的说明SSD内部存储空间的配置情况，以及现有SSD存储空间配置与本发明中对SSD存储空间配置的对比，通过附图1进行说明。如图1所示，通过箭头表示了对SSD存储空间划分的变更，箭头左侧为现有对SSD存储空间的配置，即将SSD存储空间配置为：用户数据区(用户可见容量)、超供区，用户数据区与超供区共同构成用户实际在使用的存储区域。箭头的右侧也就是箭头的指向侧为本发明对SSD存储空间的配置，即将SSD存储空间配置为，用户数据区、超供区和预留区，而对用户数据区和超供区的描述与左侧示意部分对这两类存储区的描述相同。结合上述对存储设备的介绍，在这种存储设备中执行本发明所涉及的方法流程时，如图1-1所示，这一方法流程包括：

101、当用户数据区出现坏块时，检测坏块的坏块类型。

其中，坏块类型包括：读写坏块和擦失败坏块。

值得说明的是，对存储设备的实际应用过程最终表现在对Flash存储块的读、写和擦上面，所以在本实施例中，当存储设备中出现坏块时，其坏块类型包括读写坏块和擦失败坏块。

102、在预留区中为坏块申请替换预留块。

其中，申请的替换预留块可以是预留区中的任意一个或者多个预留块。

值得说明的是，这一申请的替换预留块与坏块大小相同，即申请的替换预留块的块大小与坏块的块大小相同，其各自涉及的存储空间大小相同。

103、按照坏块的坏块类型，用替换预留块替换坏块。

进一步的结合上述步骤101的描述，在出现坏块的流程不同，坏块所属的坏块类型不同，对相应的流程产生的坏块的具体处理流程也不同，而具体的如何根据坏块类型，执行坏块的替换流程将在下述如图2、3所示实施例的方法中作出详细介绍。

在本实施例中，当存储设备使用过程中出现坏块时，由从预留区中申请的替换预留块将该坏块替换掉，从而在存储设备生命周期内，保持的超供区所在空间不变，也就保证了该存储设备的放大系数不变，从而保持了存储设备性能的稳定性。

本发明实施例提供的一种存储设备的坏块处理存储设备坏块的处理方法，这一方法应用于存储设备，且存储设备配置有：用户数据区、超供区、预留区，当用户数据区中出现坏块时，检测坏块的坏块类型，并在预留区中为坏块申请替换预留块，进而按照坏块的坏块类型，用替换预留块替换掉坏块。在现有技术中，当存储设备中出现坏块时，是通过存储设备中用于实际存储用户数据的超供区将坏块隔离，从而导致存储设备的放大系数变大，存储设备的IOPS不稳定，而在本发明实施例提供的技术方案中，通过预留块替换坏块，这样就能够保证超供区空间不变，从而显著提高存储设备的IOPS稳定性。

结合上述图1-1所示的方法流程，在方案的实际执行过程中，包含检测或判断存储设备中用户数据区是否出现坏块的流程，当出现坏块时，才执行上述步骤101。

本发明实施例提供的另一种实现方式中提供了一种存储设备坏块的处理方法，该方法介绍了，当坏块所属的坏块类型为读写坏块时，如何用申请到的替换预留块替换掉该坏块的执行流程，如图2所示，这一执行流程包括：

201、将坏块中的数据写入替换预留块，并同时将替换预留块的标记修改为坏块的标记。

202、将坏块的标记修改为隔离标记。

结合上述步骤202的描述，将坏块的标记修改为隔离标记，表示该坏块变更为隔离坏块，隔离标记替换原坏块的标记。

在本实施例中，坏块所属的坏块类型为读写坏块，在本实施例中用于读写的块为存储有效数据的健康块，健康块在存储设备中通过健康标记标识，则在故障数据未转移前，该坏块的标记为健康标记，这一健康标记用于表示坏块的健康等级,健康块为存储设备中块类型的一种。存储设备中块的类型还包括上述的预留块、隔离坏块等。

在本实施例中，坏块并不作为一种存储设备中块的类型出现，而是当存储设备中不同类型的块在使用过程中出现故障时，会出现坏块，而坏块所携带的标记，与该块故障之前携带的标记相同。

值得说明的是，由于存储设备包括若干块(Block)，而这些块中的一部分为用于存储有效数据的健康块，每个块又分为若干页(Page),每个Page又分为若干字节(Bytes)等，由于块是分等级的，则相应的健康块存在健康等级，在本实施例中健康等级根据块的当前存储状态划分，且当前块的当前已用存储空间越大其健康等级越低。比如在当前块的当前已用存储空间占该当前块总存储空间的1％-5％时，该块的健康等级为1，可以将1作为该健康标记。结合上述对块划分的具体描述，健康标记还可以用于表示该块中Page的健康等级，而在表示Page的健康等级时，可以结合上述对块健康等级的描述，比如当该页的健康等级为也1时，此时健康标记为11，前一位表示块的健康等级，后一位表示块中页的健康等级，11用于综合表示当前块的健康等级，还可以针对块中的Byte对块的健康等级进行进一步的划分，此时该健康等级可以用三位数字表示。

值得说明的是，在本实施例中对健康等级的具体划分形式，以及健康等级的具体的表示形式不作限定。

在存储设备实际应用过程中，在本发明实施例的一种实现方式中，在对存储数据划区之后，又对其中的存储设备中的块进行了进一步的划分，这样能够更为精细地对存储设备中的块进行动态管理。读写数据过程中，实际存储用户数据的块包括：存储有效数据的健康块、存储无有效数据的待回收块、空白块、隔离坏块，其中，空白块用于接收写入存储设备的数据，当数据读写无故障时，空白快转化为存储有效数据的健康块，当健康块中的数据无效或过期时，存储有效数据的健康块转化为存储无效数据的待回收块，将待回收块中的无效数据删除后转化为空白块，而在数据读写或擦除过程中会产生坏块，进而由申请到的替换预留块替换掉这些坏块，并将这些坏块隔离则相应的什么过程中产生的坏块就转化为隔离坏块。值得说明的是，在本实施例中各种类型的块之间的转换，通过修改块标记实现。

为了更为清楚地说明上述图2所示的方法流程，在本发明的一种实现方式中，该存储设备坏块的处理方法可应用于具体实例，在这一实例中，存储设备中的块包括：存储有效数据的健康块、无有效数据的待回收块、空白块、隔离坏块、预留块，其中前四种类型的块，是在数据读写或擦除过程中产生的块，预留块是属于预留区中的块。且存储有效数据的健康块通过健康标记标识，无有效数据的待回收块通过回收标记标识，空白块通过空白标记标识，隔离坏块通过隔离标记标识，预留块通过预留标记标识。为了更为形象的表示存储设备中各个块的存在形式，在本实现方式中，如图2-1所示，将相同标识的同一类型的块以链状形式表示，每个块通过一个矩形表示，相同类型的相邻块之间可以进行通信，在该图2-1所示的存储设备中，包含1-66共66条链，其中1-62为表示健康块的链，63表示待回收块所属的链，64表示空白块所属的链，65表示隔离坏块所属的链，66表示预留块所属的链，且在该图2-1中，上述五类链从左向右依次排列，且该图2-1表示的是存储设备未出现坏块的状态。

结合上述202中描述的对健康块等级的划分，在该图2-1中，将不同的等级的健康块，挂在不同的链上，健康块的划分是按照块中的无效Page数来确定，在本实现方式中，属于链1上的健康块健康等级最高，随着链编号的增大1其相应的该链表示的健康等级逐级降低，在链1上有3个健康块，链62上有2个健康块；在链63上有2个待回收块；在链64上有3个空白块；由于该图所示的为初始态，在链65上无隔离坏块；在链66上有4个预留块，则在存储设备中工显示14个块，其中预留块4个。

当图2-1所示的存储设备中，当检测到链1最下端的块为坏块时，结合上述如图2所示的方法流程，如图2-2所示，执行完成后的显示结果为，链1上包括其初始存在的2个健康块，还包括一个替代坏块的替换预留块，并且该替换预留块处于该坏块被替换之前所在的位置，链65上包括链1上被替换掉的坏块，链66上预留块数量减1，其余链以及其余链上所对应的块不变。

本发明实施例提供的另一种实现方式中提供了一种存储设备坏块的处理方法，该方法介绍了，当坏块所属的坏块类型为擦失败坏块时，如何用申请到的替换预留块替换该坏块的执行流程，如图3所示，这一执行流程包括：

301、将修改替换预留块的预留标记修改为空白标记。

在执行完上述步骤301之后，替换预留块便更新为空白块。

302、将坏块的标记修改为隔离标记。

执行该步骤302，即隔离标记替换坏块的标记，表示坏块转化为隔离坏块被隔离。

值得说明的是，在本实现方式中，坏块所属的坏块类型为擦失败坏块时，该坏块为待回收块。

结合上述如图2-1所示的初始场景，结合上述如图3所示的方法流程，如图3-1所示，附图3所示的流程执行完成后的显示结果为，链63上去损坏的待回收块，，链65上包括链63上被替换掉的坏块，链66上预留块数量减1，链64上空白块加1，其余链以及其余链上所对应的块不变。

在存储设备的使用过程中，结合上述如图1-1、2、3所示的方法流程，无论是哪个流程产生的坏块，都是通过替换预留块来替换掉这一坏块，替换预留块是存储设备中预先配置出的预留区中的预留块，这样在存储设备出现坏块时，无需占用超供区空间，而存储设备的生命周期内的放大系数与超供空间反比例相关，超供区空间不变则存储设备的生命周期内的放大系数不变。这就消除了坏块导致的放大系数变大的问题，所以设置预留区显著延长了存储设备的生命周期，通过实行本发明技术方案，在一种实现方式中，增加10％预留空间，同时可提高存储设备30％的寿命。

此外，在此案有的超供技术中，如果想要保持存储设备生命周期内IOPS稳定性不变，需要提供100％的超供空间，成本太高，而本发明实施中，无需使用特大超供空间就能满足存储设备全寿命周期内的IOPS稳定，显著节约了成本。在本发明的一种实现方式中，在与现有的超供技术达到相同的IOPS稳定性的情况下，本发明实施例可以节约40％左右的总体成本。

本发明另一实施例提供了一种存储设备坏块的处理装置，该装置应用于存储设备，且存储设备配置有：用户数据区、超供区、预留区，所述用户数据区用于存储用户数据，所述超供区用于为所述用户数据提供缓存,所述预留区包括预留块。如图4所示，该装置包括：检测单元41、申请单元42、替换单元43。

检测单元41，用于当用户数据区出现坏块时，检测坏块的坏块类型。

其中,坏块类型包括：读写坏块和擦失败坏块。

申请单元42，用于在预留区中为坏块申请替换预留块。

在本实施例中，替换预留块与坏块大小相同。

替换单元43，用于按照检测单元检41测出的坏块的坏块类型，用申请单元42申请到的替换预留块替换坏块。

在本实施例提供装置的一种可选构成方式中，如图5所示，替换单元43包括：数据写入模块431、第一修改模块432，或者替换子单元43包括：第二修改模块433。

当检测单元41检测到坏块所属的坏块类型为读写坏块时，替换单元43包括：数据写入模块431、第一修改模块432。

数据写入模块431，用于将坏块中的数据写入替换预留块。

第一修改模块432，用于修改申请到的替换预留块的标记为坏块的标记；还用于将坏块的标记修改为隔离标记。

值得说明的是，当检测到坏块坏块类型为读写坏块时，坏块为存储有效数据的健康块，坏块的标记为健康标记，该健康标记用于表示坏块的健康等级。其中，健康块为存储设备中块类型的一种。

当检测单元41检测到坏块类型为擦失败坏块时，替换单元43包括：第二修改模块433。

第二修改模块433，用于修改将申请到的替换预留块的标记修改为空白标记；还用于将坏块的坏块标记替换修改为隔离标记。

值得说明的是，当第二修改模块423将替换预留块的标记修改为空白标记后，替换预留块更新为空白块；隔离标记替换坏块的标记。

在本实施例中，当检测单元41检测到坏块类型为擦失败坏块时，坏块为待回收块。

值得说明的是，在本实施例中，坏块并不作为一种存储设备中块的类型出现，而是当存储设备中不同类型的块在使用过程中出现故障时，会出现坏块，而坏块的标记，与该块故障之前携带的标记相同。

值得说明的是，如上述图4、图5所示的装置用于实现上述如图1-1、2、3所示的方法流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照图1-1至图3所示的本发明各实施例的相关内容描述。

本发明实施例提供了一种存储设备坏块的处理装置，且存储设备配置有：用户数据区、超供区、预留区，当用户数据区出现坏块时，通过检测单元检测坏块类型，并通过申请单元在预留区中为坏块申请替换预留块，进而由替换单元按照坏块类型，用替换预留块替换掉出现的坏块。在现有技术中，当用户数据区出现坏块时，是通过存储设备中用于实际存储用户数据的超供区将坏块隔离，从而导致存储设备的放大系数变大，存储设备的IOPS不稳定，而在本发明实施例提供的技术方案中，通过预留块替换坏块，这样就能够保证超供区空间不变，从而显著提高存储设备的IOPS稳定性。

本发明另一实施例提供了存储设备，图6为本发明实施例提供的一种存储设备的结构示意图，本发明实施例提供的存储设备可以用于实施上述图1-1至图5所示的本发明各实施例实现的方法，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照图1-1至图5所示的本发明各实施例。

该存储设备可以为SSD，还可以是使用Flash芯片存储数据的任何产品，如U盘、手机等，以及采用类似用Flash芯片存储数据形式的其它存储芯片组成的存储设备，本发明实施例以存储设备为SSD为例进行说明，图6示出的是与本发明各实施例相关的SSD 60的部分结构的示意图。

如图6所示，本发明实施例提供一种存储设备，包括：存储器61，处理器62等部件。本领域技术人员可以理解，图6中示出的SSD结构并不构成对SSD的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

下面结合图6对SSD 60的各个构成部件进行具体的介绍：

存储器61可以是只读存储器(Read Only Memory，ROM)，静态存储设备，动态存储设备或者随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或者SSD，SSD中Flash的实现结构包括：单层式储存单元(Single-Level Cell，SLC)或多层式储存单元(Multi-Level Cell，MLC)或三层式存储单元(Triple-Level Cell，TLC)。存储器61可以存储操作系统和其他应用程序。在通过软件或者固件来实现本发明实施例提供的技术方案时，用于实现本发明实施例提供的技术方案的程序代码保存在存储器61中，并由处理器62来执行。在本实施例中，存储器61配置有：用户数据区、超供区、预留区，用户数据区和超供区用于实际存储用户数据，预留区包括预留块。

处理器62，用于与存储器61耦合，用于控制程序指令的执行，具体用于将存储设备的存储空间配置为：用户数据区、超供区、预留区，用户数据区用于存储用户数据，超供区用于为用户数据提供缓存,预留区包括预留块。

处理器62，还用于当用户数据区出现坏块时，检测坏块的坏块类型；在预留区中为坏块申请替换预留块；按照坏块的坏块类型，用替换预留块替换坏块。

其中，坏块类型包括：读写坏块和擦失败坏块；替换预留块与坏块大小相同。

处理器62，还用于当坏块类型为读写坏块时，将坏块中的数据写入所述替换预留块，并将替换预留块的标记修改为坏块的标记；将坏块的标记修改为隔离标记。

值得说明的是，在检测到坏块类型为读写坏块时，坏块为存储有效数据的健康块，坏块的标记为健康标记，该健康标记用于表示坏块的健康等级，其中健康块为存储设备中块类型的一种。

处理器62，还用于当坏块类型为擦失败坏块时，将替换预留块的标记修改为空白标记；将坏块的标记修改为隔离标记。

当坏块类型为擦失败坏块时，坏块为待回收块。

应注意，尽管图6所示的硬件仅仅示出了存储器61、处理器62，但是在具体实现过程中，本领域的技术人员应当明白，该终端还包含实现正常运行所必须的其他器件。同时，根据具体需要，本领域的技术人员应当明白，还可包含实现其他功能的硬件器件。

本发明实施例提供了一种存储设备，该存储设备配置有：用户数据区、超供区、预留区，进而在用户数据区出现坏块时，通过处理器检测坏块类型，并在预留区中为坏块申请替换预留块，进而按照坏块类型，用替换预留块替换掉这一坏块。在现有技术中，当存储设备中出现坏块时，是通过存储设备中用于实际存储用户数据的超供区将坏块隔离，从而导致存储设备的放大系数变大，存储设备的IOPS不稳定，而在本发明实施例提供的技术方案中，通过预留块替换坏块，这样就能够保证超供区空间不变，从而显著提高存储设备的IOPS稳定性

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种存储设备坏块的处理方法，所述方法应用于存储设备，其特征在于，所述存储设备配置有：用户数据区、超供区、预留区，所述用户数据区用于存储用户数据，所述预留区包括预留块；

所述方法包括：

当所述用户数据区出现坏块时，在所述预留区中为所述坏块申请替换预留块，所述替换预留块与所述坏块大小相同；

用所述替换预留块替换所述坏块，以使得所述超供区在所述存储设备使用中保持存储空间不变。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用所述替换预留块替换所述坏块包括：

将所述坏块中的数据写入所述替换预留块，并将所述替换预留块的标记修改为所述坏块的标记；

将所述坏块的标记修改为隔离标记。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述坏块为存储有效数据的健康块，所述坏块的标记为健康标记，所述健康标记用于表示所述坏块的健康等级，所述健康块为所述存储设备中块类型的一种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用所述替换预留块替换所述坏块包括：

将所述替换预留块的标记修改为空白标记；

将所述坏块的标记修改为隔离标记。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述坏块为待回收块。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的方法，其特征在于，所述预留区根据所述存储设备在使用中产生的坏块数量决定存储空间。

7.一种存储设备坏块的处理装置，其特征在于，所述装置应用于存储设备，所述存储设备配置有：用户数据区、超供区、预留区，所述用户数据区用于存储用户数据，所述预留区包括预留块；

所述装置包括：

申请单元，用于当所述用户数据区出现坏块时，在所述预留区中为所述坏块申请替换预留块，所述替换预留块与所述坏块大小相同；

替换单元，用于用所述申请单元申请到的所述替换预留块替换所述坏块，以使得所述超供区在所述存储设备使用中保持存储空间不变。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述替换单元包括：

数据写入模块，用于将所述坏块中的数据写入所述替换预留块；

第一修改模块，用于修改申请到的所述替换预留块的标记为所述坏块的标记；还用于将所述坏块的标记替换为隔离标记。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述坏块为存储有效数据的健康块，所述坏块的标记为健康标记，所述健康标记用于表示所述坏块的健康等级，所述健康块为所述存储设备中块类型的一种。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述替换单元包括：

第二修改模块，用于将申请到的所述替换预留块的标记修改为空白标记；还用于将所述坏块的标记修改为隔离标记。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述坏块为待回收块。

12.根据权利要求7-11任意一种所述的装置，其特征在于，所述预留区根据所述存储设备在使用中产生的坏块数量决定存储空间。

13.一种存储设备，其特征在于，所述存储设备包括存储器和处理器，所述存储器中配置有：用户数据区、超供区、预留区，所述用户数据区用于存储用户数据，所述预留区包括预留块；

所述处理器，用于与所述存储器耦合，用于控制程序指令的执行，具体用于当所述用户数据区出现坏块时，在所述预留区中为所述坏块申请替换预留块，用所述替换预留块替换所述坏块，以使得所述超供区在所述存储设备使用中保持存储空间不变；

所述替换预留块与所述坏块大小相同。

14.根据权利要求13所述的存储设备，

所述处理器还用于，将所述坏块中的数据写入所述替换预留块，并将所述替换预留块的标记修改为所述坏块的标记；将所述坏块的标记修改为隔离标记。

15.根据权利要求14所述的存储设备，其特征在于，

所述坏块为存储有效数据的健康块，所述坏块的标记为健康标记，所述健康标记用于表示所述坏块的健康等级，所述健康块为所述存储设备中块类型的一种。

16.根据权利要求13所述的存储设备，其特征在于，所述处理器还用于将所述替换预留块的标记修改为空白标记；将所述坏块的标记修改为隔离标记。

17.根据权利要求16所述的存储设备，其特征在于，所述坏块为待回收块。

18.根据权利要求13-17任意一种所述的存储设备，其特征在于所述预留区根据所述存储设备在使用中产生的坏块数量决定存储空间。

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